1、Conduct & Contact to Connection Technology技術教材,Peter Kuo,Cable Assembly 連接技術慨述 Cable Assembly 連接主要技術介紹 主要端接技術之特性比較,1, Cable Assembly 連接技術慨述. 1.1 Cable Assembly 連接技術分類.1.2 Cable Assembly 連接主要技術發展. 2, Cable Assembly 連接主要技術介紹.2.1鉚接 (Crimp) 技術介紹.2.1.1 鉚接連接系統.2.1.2 鉚接用導線.2.1.3 鉚接端子.2.1.4 鉚接設備/工具.2.1.5 鉚接
2、流程圖.2.2 絕緣為刺破連接 (IDC) 技術介紹.2.2.1 絕緣刺破連接應用.2.2.2 絕緣刺破連接流程.2.2.3 絕緣刺破連接系統組成.2.2.4 絕緣刺破連接導線.2.2.5 絕緣刺破連接端子.2.2.6 絕緣刺破連接設備/工具.,2.3 焊接 ( Solder) 技術介紹.2.3.1 焊接技術分類.2.3.2 點焊工藝介紹.2.3.3 焊接方式. 2.4 繞線 (Wrap) 技術介紹2.4.1 繞線原理及應用.2.4.2 繞接系統.2.4.3 繞接設備/工具.2.4.4 繞接用導線.2.4.5 繞接流程.2.4.6 繞接端子.2.4.7 繞接與其它端接方式的部份技術特點比較.
3、2.5 其它端接技術介紹.2.5.1 彈性夾持 (Spring Clamp) 連接技術介紹.2.5.2 螺釘連接 (Screw) 技術介紹.2.5.3 印刷電路板(PCB) 轉接技術介紹.,3.主要端接技術之特性比較.,1, Cable Assembly 組裝技術概述,Crimp , IDC , Solder , Compression 等為訊號傳輸線與連接器最常用的端接技術,永久性連接,可分離性連接,端接技術,鉚接 Crimp,彈性夾持連接 Spring Clamp,抵壓式連接 Compression,螺絲連接 Screw,繞接 Wrap,絕緣刺破連接 IDC,焊接 Solder,電路板轉接
4、 PCBA,Cable Assembly 組裝之主要技術發展,1940以前,1940,1950,1960,1970,1980以後,1980,Screw,Solder,Crimp,Wrap,IDC,Spring & Compression,2.1鉚接 (Crimp) 技術介紹.2.1.1 鉚接連接系統.,2, Cable Assembly 組裝主要技術介紹.,2.1.2 鉚接用導線:對於導線有兩點基本要求.,3.1.3 鉚接端子3.1.3.1 分類 鉚接端子通常包括兩大類,A. 開放式鉚接端子: 共分為九個各別區位.,(1) 絕緣皮檢視區,(8) 料帶切斷區,(7) 端子對接區,(6) 導體鉚接
5、區,(5) 絕緣皮鉚接區,(2) 錘形口,(3)導體檢視區,(4) 扣接片,(9) 端子終止 點,開放式鉚接端子,開放式鉚接端子示意圖,絕緣皮檢視區 -又稱為過度渡區, 該區位於導體鉚壓區與絕緣皮鉚壓區之間. 於該區可以絕緣皮, 以保證絕緣皮既延軸向充份鉚接又可視絕緣皮被是否被絕緣鉚接區鉚壓. IPC 610 標準為 .,(2) 錘形口 其位置於導體與絕緣鉚接區邊緣,於該區可目視鉚壓區邊緣不壓迫導體或絕緣皮. 可避免導體或絕緣皮受鉚壓動做或材料銳角割破或受傷.錘形口R角約為材厚兩倍. (3) 導體檢視區 導線於絕緣鉚壓區進入導體鉚壓區間的過渡區, 於該區可以觀察導體, 以保證導體既延軸向充份鉚
6、接又可視導體是否被導體鉚接區鉚壓. (4) 扣合區 用來扣合插入的Housing,保證端子插入定位及不再後退. (5) 絕緣鉚壓區 該區提供導線鉚壓後的支持與提高導線與端子的保持力,絕緣皮鉚壓要求越緊越好,但不能傷及內部導體且不可使絕緣皮破裂, 但是由於同一端子可收容不同的導體與導線外徑,且絕緣皮材質及硬度都有差異,所以沒有統一標準的定量. 通常以鉚壓壓縮為絕緣皮厚度的7590%. (6) 導體鉚壓區 端子圍繞導體部份,並於二者間形成低阻抗及高傳輸能力的電性連接.衡量導體鉚接的快速又不會破壞的方法就是量測鉚壓高度.鉚壓高度是指鉚壓頂面至底部垂直尺寸.其既可保證端子包圍導體的鉚合狀況,又可於製程
7、中快速控制.其測量尺寸須考量導體,端子材料,電鍍層的變化在機械及電氣特性之要求.,(7) 端子對接區 用來與互配端子接觸區域 (8) 料帶切斷區 凸於絕緣鉚壓區外並為端子與料帶切斷分離形成. 其長度約為材厚的 1 1.5倍. (9) 端子終止點 位於導體檢視區與端子對接區之間.導體不可超過此處,B. 閉合式鉚接端子:,(7) 端子對接區,(6) 導體鉚接區,(5) 絕緣皮鉚接區,(2) 錘形口,(3)導體檢視區,開放式鉚接端子,端子應用範例,鉚壓設備/工具,鉚壓設備/工具分類,導線準備,量具,鉚壓設備,模具,夾具,裁剪與剝絕緣,鉚壓設備/工具,測試設備/工具,監控設備,鉚壓設備/工具,量測設備
8、,拉力計,鉚壓模具,進料口,鉚壓上刀口,鉚壓下刀口,鉚壓設備/工具圖示,鉚壓拉力測試,夾持端子,夾持 Wire,鉚壓工具及量測量具圖示,鉚接過程還有許多其它工具及設備,例如 Insertion Tool , 集切割 , 剝除 , 鉚合及監控成一體的多功能設備,以提高生產效能.,開始,檢視機台是否清潔 及可使用,更換機台/清理,關閉電源並移除防護裝置,將模座固定於機台內,將端子置於模座內,手工調試刀模,調整機台模片下壓高度,將模具移除,調試完成,Y,N,N,鉚接製造流程圖 1/4,鉚接製造流程圖 2/4,端子進給完成? 端子位於模片中心?,安裝防護裝置及打開電源,鉚合樣品,關閉電源並移除防護裝置
9、,檢查錘型口及料帶切斷區,手工調試刀模,調整端子進料定位,端子進給完成,模具對準,調整端子進料機構,B,A,Y,N,N,Y,A,鉚接製造流程圖 3/4,檢查導體,檢查絕緣皮位置,絕緣皮鉚接,鉚接樣品,檢查導體鉚壓高度,鉚接樣品,調整剝皮長度,安裝防護裝置及打開電源,檢查導體鉚壓高度,關閉電源並移除防護裝置,刀模位置調整or 導線調整,調整導線頂止位置,調整模座位置,關閉電源並移除防護裝置,B,拉力測試,故障分析,Y,N,Y,N,N,N,鉚接樣品,安裝防護裝置及打開電源,檢查鉚壓絕緣皮,調整鉚壓絕緣皮,關閉電源並移除防護裝置,檢查導體鉚壓高度,安裝防護裝置及打開電源,調整導體鉚壓高度,關閉電源並
10、移除防護裝置,結束,Y,N,N,鉚接製造流程圖 4/4,鉚接外觀要求,鉚接導體,過鬆,正確,過緊,鉚接外被,過鬆,正確,過緊,鉚接導體過短,鉚接導體過長,鉚接導體外露,鉚接導體無錐形口,鉚接導體正常,鉚接導體錐形口過高,鉚接外觀要求,扣接片張開,正確,扣接片閉合,端子變形,正確,端子變形,料帶殘留過長,鉚接外觀要求,2.2 絕緣為刺破連接 (IDC) 技術介紹.,2.2.1 絕緣刺破連接應用.,絕緣刺破連接 (Insulation Displacement Connection, IDC) 又稱位移連接 , 係被廣泛應用於電訊領域. 自動化控制系統.大型家用電器及電腦內連接領域中.採用該項技術
11、的產品例如 Parallel ATA , SCSI , Phoenix , Low Power 以及其他高密度的線纜連接器. 與飹接相比 , IDC 連接不用去掉導線的絕緣體，相反，當電線插入終端，絕緣體被端子V型叉口切開。這一微小的區別滿足低連接力的需要，使得IDC技術在連接器組裝和在這領域的運用具有很大的優勢。 IDC技術主要用於線纜運用中，在這些運用中大量線纜終端預插入連接器以提供高效經濟的終端，比起飹接技術可降低接錯，飹接電線需要分別放進設置好的連接裝置，對接失誤的可能性顯然很大，避免電線操作、剝皮和插入座體使得IDC技術有經濟價值，,2.2.2 絕緣刺破連接流程.,以治具將導線卡置於
12、導體端子之V型叉口狀開口間,將導線沿V型開口向下壓入延伸且寬度小於導體直徑的狹長開槽內,導線進一步下壓使開槽內側鋒利的刀刃割破絕緣層,導線壓至最終位置端子開槽的刃邊完全割破絕緣層並藉過度配合卡持導體,接觸面積A,IDC 端子，有幾個因素是重要的。入口V型開口的角度、 表面鍍層和接觸電線絕緣體的梁表面的硬度對摩擦力具有影響。 摩擦力也取決於梁的作用力，而梁的作用力取決於梁的尺寸和原始勾槽。 這兩個因素在決定絕緣斷層工藝的有效性中充當一個主要角色， 但它們也因此導致更高的插入和設備作用力。在許多場合，在電線插入時， 如果絕緣體很難割斷，梁的最大應力可能出現。,2.2.4 絕緣刺破連接導線.適用於絕
13、緣刺破連接的線纜對於尺寸及材質的物理特性均有較嚴格的規定,通常線纜的範圍使用 3218 AWG (American Wire Gauge)之間,工具/設備,IDC 端子,導線,絕緣刺破連接系統,線纜特性影響絕緣刺破連接的因素,2.2.5 絕緣刺破連接端子.,影響連接可靠性的因素,V形開口尺寸,V形開口斜面角度,狹長開槽刃邊硬度,狹長開槽側壁韌性,B, 影響連接可靠性的因素,A 端子收容槽,導線壓入過程只需較低的插入力既可達成,然而低插入力同樣意味低拔出力,特別對於絞線來說,由於其潛在問題(相對移動和機械受損),使其易受與槽口平行的低拔出力而輕易拔出,是以需提供適當的保護.,2.2.6 絕緣刺破
14、連接設備/工具.設備/工具對於絕緣刺破連接而言亦有其重要性,如絞線於插入過程中如何保持穩定性及芯線在開槽中最終位置的確定均由設備/工具所決定,所以選擇設計良好的工具有助於提高絕緣刺破連接的性能.,設備/工具選用主要區別於產能不同,可依據產品需求量而決定所需工具.,此三種端子可對相應線纜提供一定的固持.然而在某些狀況中,如受震盪較大的情況下,僅憑端子的固持並不足夠,須藉其它附加結構達成.槽盒型端子一側延伸增設鉚壓絕緣以固持絕緣層.或加一上蓋以輔助固持線纜.,2.3 焊接 ( Solder) 技術介紹.,2.3.1 焊接技術分類.目前焊接技術已達40於種,主要可分為三大類: 熔焊 , 壓焊 , 點
15、焊.對於連接器內芯線與端子的焊接, 由於工作區域狹小, 為避免損及其他元件通常採用點和技術.,2.3.2 點焊工藝介紹.,焊接面清潔,焊接溫度/時間,表面鍍層,焊料,助焊濟,點焊技術要素,A : 焊料種類,B: 助焊劑種類,C: 表面鍍層,D: 焊接溫度/時間,E: 清潔,2.3.3 焊接方式 : 對於連接器內線纜與導電端子的焊接流程,然而對於一些 Pitch 小 , 芯線細 , 焊接端點多且排列密集的連接器而言, 以傳統焊接技術不僅費時且焊接品質無法掌控,因而影響電訊及電位傳輸性能. 故以開發新技術來滿足產品特性要求. 利用熱空氣對流 , 高頻感應 , Hot Bar , 雷射以達成焊接方式
16、. 將端子 , 芯線導體及適量焊劑置於焊接區域收容槽內,經過熱空氣對流 , 熱傳導 , 高頻率互感 , 雷射光聚射的設備使焊劑熔融, 從而達成焊接該方式不僅能解決上述問題並且使焊點更加均勻.,高頻感應焊接,熱壓焊接,光譜照射焦距焊接,2.4 繞線 (Wrap) 技術介紹,2.4.1 繞線原理及應用.,2.4.2 繞接系統.,工具/設備,端子,導線,繞接連接系統,2.4.4 繞接用導線.,B. 繞接導線規格選擇:原則上任何具有正常延展性的固體導體都可用作繞接導線, 但實際中鍍錫銅導線用的最多, 2432 AWG 的導線至少需要15%的延伸率, 而更大的導線則需要 20% 的延伸率,2.4.3 繞
17、接設備/工具.要將導線緊密接到端子上, 其工具可分為手動式, 手壓式, 氣壓式和電動式幾類.,預先剝去絕緣的導體插入繞線工具線槽中,將外露絕緣卡扣於工具套統上,將端子插入繞線工具中心孔,放開工具完成繞線,2.4.5 繞接流程.,2.4.6 繞接端子: 通常端子至少需要兩個錂角,2.4.7 繞接與其它端接方式的部份技術特點比較.,2.5.1 彈性夾持 (Spring Clamp) 連接技術介紹.,彈性夾持連接技術的組裝方式, 在彈片彈力的作用下, 導體被緊壓在連接片上, 從而被夾持在夾具中. 彈片夾持連接技術尤其適用於導體彈片頂部插入的連接方式, 導體從頂部穿入有利在狹小的地方節省空間, 如在端
18、子模塊和附近的線路板之間.彈性夾持連接技術適用於尺寸較小的線纜, 一般不超過 10 AWG, 該技術的可靠性和連接品質穩定性佳.,2.5 其它端接技術介紹,2.5.2 螺釘連接 (Screw) 技術介紹.,螺釘連接是採用螺釘式接線端子的非焊接連接方式, 廣泛應用於印刷電路板和各類電子元件中. 其優點是快捷方便具有大小不同尺寸, 但要注意允許連接的導體的最大和最小截面及不同規格螺釘允許的最大扭力.,2.5.3 印刷電路板(PCB) 轉接技術介紹.,對於一些電氣性能要求較高,出於防止電磁干擾, 串音干擾及濾波等需要. 在連接器絕緣本體內以印刷電路板, 將導線及端子焊接在電路板上, 通過電路板上的迴路及其他電子零件達成達成導線與端子間的電訊要求.,3 , 主要端接技術之特性比較.,- End -,
